DE102004055662A1 - Microfluidic system with channel widening - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein mikrofluidisches System mit einem Trägerstromkanal (1) zur Aufnahme eines Trägerstroms mit darin suspendierten Partikeln (2). Es wird vorgeschlagen, dass der Trägerstromkanal (1) auf einem Teil seiner Länge eine Kanalaufweitung (5) mit einem erweiterten Kanalquerschnitt aufweist, um die Strömungsgeschwindigkeit für eine Untersuchung der Partikel (2) zu verringern.The invention relates to a microfluidic system with a carrier flow channel (1) for receiving a carrier stream with particles (2) suspended therein. It is proposed that the carrier flow channel (1) has a channel widening (5) with a widened channel cross-section over part of its length in order to reduce the flow velocity for an examination of the particles (2).

Description

Die Erfindung betrifft ein mikrofluidisches System, insbesondere für einen Zellsortierer, mit einem Trägerstromkanal zur Aufnahme eines Trägerstroms mit darin suspendierten Partikeln gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a microfluidic system, in particular for a Cell sorter, with a carrier flow channel for receiving a carrier stream with particles suspended therein according to the preamble of the claim 1.

Ein derartiges mikrofluidisches System ist beispielsweise aus DE 103 20 956 A1 bekannt und kann in einem Zellsortierer eingesetzt werden, um biologische Zellen zu untersuchen und die Zellen in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Untersuchung in einen von mehreren Ausgangskanälen zu sortieren. Hierzu weist das bekannte mikrofluidische System einen Trägerstromkanal zur Aufnahme eines Trägerstroms mit darin suspendierten Partikeln auf, wobei der Trägerstromkanal in mehrere Ausgangskanäle verzweigt, in die die biologischen Zellen sortiert werden. Darüber hinaus ist in dem Trägerstromkanal eine Messstation angeordnet, welche die suspendierten biologischen Zellen untersucht, indem beispielsweise eine Durchlichtmessung, eine Fluoreszenzmessung oder eine Impedanzspektroskopie durchgeführt wird. Es ist jedoch auch möglich, dass die Messstation die Deformation der suspendierten Partikel oder deren Rotationsgeschwindigkeit oder eine elektrische oder magnetische Größe misst. Die Untersuchung der suspendierten biologischen Zellen in der Messstation setzt hierbei voraus, dass die zu untersuchenden biologischen Zellen während der Untersuchung räumlich fixiert oder zumindest stark gebremst sind. Das bekannte mikrofluidische System weist deshalb zur Fixierung der zu untersuchenden biologischen Zellen in dem Trägerstromkanal einen Feldkäfig auf, der aus einer dielektrophoretisch wir kenden Elektrodenanordnung besteht und die in dem Trägerstrom suspendierten biologischen Zellen bei einer geeigneten elektrischen Ansteuerung festhält, damit die Messstation die Zellen im ruhenden Zustand untersuchen kann.Such a microfluidic system is made, for example DE 103 20 956 A1 and can be used in a cell sorter to examine biological cells and to sort the cells into one of several output channels depending on the result of the examination. For this purpose, the known microfluidic system has a carrier flow channel for receiving a carrier flow with particles suspended therein, wherein the carrier flow channel branches into a plurality of output channels, into which the biological cells are sorted. In addition, a measuring station is arranged in the carrier flow channel, which examines the suspended biological cells, for example by performing a transmitted light measurement, a fluorescence measurement or an impedance spectroscopy. However, it is also possible for the measuring station to measure the deformation of the suspended particles or their rotational speed or an electrical or magnetic quantity. The investigation of the suspended biological cells in the measuring station requires in this case that the biological cells to be examined are spatially fixed during the examination or at least greatly slowed down. The known microfluidic system therefore has a field cage for fixing the biological cells to be examined in the carrier flow channel, which consists of a dielectrophoretic we kenden electrode assembly and the suspended in the carrier current biological cells with a suitable electrical control holds, so that the measuring station, the cells at rest State can examine.

Nachteilig an dem vorstehend beschriebenen bekannten mikrofluidischen System ist der quantitativ unbefriedigende Durchsatz bzw. die hohe Belastung der biologischen Zellen.adversely on the known microfluidic system described above is the quantitatively unsatisfactory throughput or high load the biological cells.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, den Durchsatz von biologischen Zellen bei einem derartigen mikrofluidischen System zu erhöhen.Of the The invention is therefore based on the object, the throughput of biological cells in such a microfluidic system to increase.

Diese Aufgabe wird durch ein erfindungsgemäßes mikrofluidisches System gemäß Anspruch 1 gelöst.These The object is achieved by a microfluidic system according to the invention according to claim 1 solved.

Die Erfindung beruht auf der neu gewonnenen Erkenntnis, dass der Durchsatz von biologischen Zellen bei dem eingangs beschriebenen bekannten mikrofluidischen System zum einen durch die maximal zulässige Detektionsgeschwindigkeit der Messstation und zum anderen durch die maximal zulässige elektrische Ansteuerung des Feldkäfigs begrenzt wird.The Invention is based on the newly gained insight that the throughput of biological cells in the known microfluidic described above System on the one hand by the maximum permissible detection speed the measuring station and the other by the maximum permissible electrical Activation of the field cage is limited.

Zur Durchführung einer Untersuchung in der Messstation dürfen die suspendierten biologischen Zellen nämlich eine bestimmte Fließgeschwindigkeit nicht überschreiten. Der Feldkäfig bremst die biologischen Zellen deshalb von der normalen Fließgeschwindigkeit in dem Trägerstromkanal so weit ab, dass die Fließgeschwindigkeit der zu untersuchenden Zellen unter die maximal zulässige Detektionsgeschwindigkeit der Messstation absinkt.to execution An examination in the measuring station is allowed to the suspended biological cells namely do not exceed a certain flow rate. The field cage Therefore, the biological cells slows down from the normal flow rate in the carrier flow channel so far off that the flow speed of the cells to be examined below the maximum permissible detection speed the measuring station drops.

Diese Abbremsung der zu untersuchenden Zellen ist jedoch nur beschränkt möglich, da die an den Feldkäfig zum Abbremsen bzw. Festhalten der Zellen angelegte elektrische Spannung nicht beliebig erhöht werden kann, da die Zellen ansonsten thermisch oder elektrisch geschädigt werden können.These However, deceleration of the cells to be examined is limited, since to the field cage for decelerating or holding the cells applied electrical voltage not increased arbitrarily can be, otherwise the cells are thermally or electrically damaged can.

Der quantitative Durchsatz lässt sich deshalb durch eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit in dem Trägerstromkanal nur so weit anheben, bis trotz maximaler zulässiger elektrischer Ansteuerung des Feldkäfigs die maximal zulässige Detektionsgeschwindigkeit der Messstation erreicht ist.Of the quantitative throughput therefore by an increase the flow velocity in the carrier flow channel only raise until, despite maximum permissible electrical activation of the field cage the maximum allowable Detection speed of the measuring station is reached.

Die Erfindung umfasst deshalb die allgemeine technische Lehre, dass der Trägerstromkanal auf einem Teil seiner Länge eine Kanalaufweitung mit einem erweiterten Kanalquerschnitt aufweist. Die Kanalaufweitung führt entsprechend dem Verhältnis der Kanalquerschnitte vor der Kanalaufweitung und in der Kanalaufweitung zu einer entsprechenden Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit, wodurch die Abbremsung der zu untersuchenden Zellen durch den Feldkäfig unterstützt oder sogar ersetzt werden kann.The The invention therefore comprises the general technical teaching that the carrier flow channel on a part of its length has a channel widening with an extended channel cross-section. The channel widening leads according to the ratio the channel cross-sections before the channel widening and in the channel widening to a corresponding reduction in flow velocity, causing the Deceleration of the cells to be examined supported by the field cage or even can be replaced.

Die erfindungsgemäße Kanalaufweitung des Trägerstromkanals bietet den Vorteil, dass die Strömungsgeschwindigkeit in dem Trägerstromkanal außerhalb der Kanalaufweitung und damit auch der quantitative Durchsatz von biologischen Zellen oder sonstigen Partikeln erhöht werden kann, ohne dass die zu untersuchenden Partikel an der Messstation die maximale Detektionsgeschwindigkeit überschreiten.The Channel widening according to the invention of the carrier flow channel offers the advantage that the flow rate in the carrier flow channel outside the channel widening and thus the quantitative throughput of biological cells or other particles can be increased without the particles to be tested exceed the maximum detection speed at the measuring station.

Ein weiterer Vorteil der Kanalaufweitung besteht darin, dass der Feldkäfig bzw. die Messstation weiter vom Kanalrand entfernt angeordnet sein kann. Dies ist insbesondere vorteilhaft bei hochaufgelösten Fluoreszenzmessungen, die von fluoreszierenden Kanalmaterialien bzw. Klebern behindert werden können.Another advantage of the channel widening is that the field cage or the measuring station can be arranged further away from the channel edge. This is particularly advantageous in high-resolution fluorescence measurements that are fluorescent Channel materials or adhesives can be hindered.

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im Bereich der Kanalaufweitung eine Messstation angeordnet, um die in dem Trägerstrom suspendierten Zellen oder sonstige Partikel zu untersuchen. Die Messstation an sich kann in herkömmlicher Weise ausgebildet sein, wie beispielsweise in der bereits eingangs zitierten Offenlegungsschrift DE 103 20 956 A1 beschrieben ist, so dass der Inhalt dieser Veröffentlichung hinsichtlich der Ausbildung und der Funktion der Messstation der vorliegenden Beschreibung in vollem Umfang zuzurechnen ist.In the preferred embodiment of the invention, a measuring station is arranged in the region of the channel widening in order to examine the cells or other particles suspended in the carrier flow. The measuring station per se can be designed in a conventional manner, as for example in the patent application cited above DE 103 20 956 A1 is described, so that the content of this publication in terms of training and the function of the measuring station of the present description is fully attributable.

Weiterhin besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, dass im Bereich der Kanalaufweitung eine Manipulationseinrichtung angeordnet ist, um die suspendierten Partikel zu manipulieren, wobei die verringerte Strömungsgeschwindigkeit im Bereich der Kanalaufweitung die Manipulation der suspendierten Partikel erleichtert. Beispielsweise kann im Bereich der Kanalaufweitung als Manipulationseinrichtung eine Sortiereinrichtung (z.B. eine dielektrische Weiche) angeordnet sein, die verschiedene Partikel (z.B. rote und weiße Blutkörperchen) sortiert. Bei der Manipulationseinrichtung kann es sich auch um eine Halteeinrichtung handeln, welche die suspendierten Partikel bei einer geeigneten Ansteuerung festhält. Es ist jedoch alternativ auch möglich, dass die Manipulationseinrichtung eine Manipulation im engeren Sinne durchführt, indem die Partikel gestreckt werden oder indem eine Paarbildung erfolgt, was an sich bekannt ist. Die Manipulationseinrichtung kann hierbei beispielsweise ein Laser bzw. eine Laserpinzette oder eine dielektrophoretische Elektrodenanordnung sein.Farther exists within the scope of the invention, the possibility that in the field the channel widening a manipulation device is arranged to to manipulate the suspended particles, the decreased flow rate in the area of the channel widening the manipulation of the suspended Particles relieved. For example, in the area of channel widening as a manipulating means, a sorting means (e.g. Dielectric switch), which are different particles (e.g., red and white blood cells) sorted. The manipulation device may also be a holding device acting which the suspended particles holds with a suitable control. It is however alternative also possible that the manipulation device is a manipulation in the narrower sense performs, by stretching the particles or by making a pairing takes place, which is known per se. The manipulation device can Here, for example, a laser or a laser tweezers or a be the dielectrophoretic electrode assembly.

Die Kanalaufweitung ist hierbei in Strömungsrichtung vorzugsweise auf den Bereich der Messstation bzw. der Manipulationseinrichtung beschränkt, da nur dort eine Absenkung der Strö mungsgeschwindigkeit erforderlich ist, um eine Untersuchung in der Messstation bzw. eine Manipulation der Partikel zu ermöglichen.The Channel widening is preferably in the flow direction to the area of the measuring station or the manipulation device limited, since only there is a lowering of Strö mungsgeschwindigkeit required is an investigation in the measuring station or a manipulation to allow the particle.

Darüber hinaus weist die Messstation in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung eine vorgegebene, maximal zulässige Detektionsgeschwindigkeit auf, bis zu der die Messstation die in dem Trägerstrom suspendierten Partikel untersuchen kann. Der Trägerstrom weist dagegen eine Fließgeschwindigkeit auf, die im Bereich der Kanalaufweitung unter der maximalen Detektionsgeschwindigkeit und außerhalb der Kanalaufweitung über der maximalen Detektionsgeschwindigkeit liegt. Die Kanalaufweitung führt hierbei also zu einer Absenkung der Strömungsgeschwindigkeit bis unter die maximal zulässige Detektionsgeschwindigkeit der Messstation, so dass die Strömungsgeschwindigkeit in dem Trägerstromkanal vor der Kanalaufweitung entsprechend angehoben werden kann, wodurch der quantitative Durchsatz von Partikeln erhöht wird.Furthermore has the measuring station in a preferred embodiment of the invention a predetermined, maximum permissible Detection speed up to the measuring station in the carrier power can examine suspended particles. By contrast, the carrier flow has a flow velocity in the area of channel widening below the maximum detection speed and outside the channel widening over the maximum detection speed is. The channel widening leads here So to a lowering of the flow velocity below the maximum allowable Detection speed of the measuring station, so that the flow velocity in the carrier flow channel can be raised accordingly before the channel widening, whereby the quantitative throughput of particles is increased.

Darüber hinaus bietet die Absenkung der Strömungsgeschwindigkeit im Bereich der Kanalaufweitung die Möglichkeit, dass auf einen Feldkäfig oder eine sonstige Fixierungseinrichtung zum Festhalten der Partikel während der Untersuchung verzichtet werden kann.Furthermore offers the lowering of the flow velocity in the area of the channel widening the possibility that on a field cage or another fixing device for holding the particles while the investigation can be dispensed with.

Die Erfindung ist jedoch nicht auf solche Ausführungsformen beschränkt, bei denen im Bereich der Kanalaufweitung kein Feldkäfig angeordnet ist. Es besteht vielmehr auch die Möglichkeit, dass die Abbremsung bzw. Fixierung der zu untersuchenden Partikel während der Untersuchung gemeinsam durch die Kanalaufweitung und einen Feldkäfig erfolgt, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit in dem Trägerstromkanal vor der Kanalaufweitung und damit des Durchsatz von Partikeln noch weiter gesteigert werden kann.The However, the invention is not limited to such embodiments which in the region of the channel widening no field cage is arranged. It exists rather, the possibility that the deceleration or fixation of the particles to be examined while the investigation is done jointly by the channel widening and a field cage, causing the flow rate in the carrier flow channel before the channel widening and thus the throughput of particles still can be further increased.

Der Feldkäfig ist vorzugsweise im Bereich der Messstation angeordnet, um die Partikel für eine Untersuchung durch die Messstation abzubremsen oder sogar zu fixieren.Of the field cage is preferably arranged in the region of the measuring station to the particles for an investigation decelerate through the measuring station or even fix it.

Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass der Feldkäfig mit seinen Elektroden gleichzeitig die Messstation bildet, so dass der Feldkäfig und die Messstation in einem bifunktionalen Bauelement integriert sind. Derartige bifunktionale Elektrodenanordnungen sind beispielsweise in der Patentanmeldung DE 10 2004 017 482.2 beschrieben, so dass der Inhalt dieser Patentanmeldung der vorliegenden Beschreibung in vollem Umfang zuzurechnen ist.However, there is also the possibility that the field cage with its electrodes simultaneously forms the measuring station, so that the field cage and the measuring station are integrated in a bifunctional component. Such bifunctional electrode arrangements are, for example, in the patent application DE 10 2004 017 482.2 so that the content of this patent application is fully attributable to the present specification.

Die vorstehend beschriebene bifunktionale Integration ist nicht auf die Kombination eines dielektrischen Feldkäfigs mit einer Messstation beschränkt. Es ist beispielsweise auch möglich, die Messstation mit einer Manipulationseinrichtung (z.B. einem Laser oder einer Laserpinzette) in einem Bauteil zu integrieren, wobei die Manipulationseinrichtung auch magnetisch arbeiten kann.The bifunctional integration described above is not on the combination of a dielectric field cage with a measuring station limited. It is also possible, for example, the measuring station with a manipulation device (for example a laser or a a laser tweezers) in a component, wherein the Manipulation device can also work magnetically.

Vorzugsweise ist der Kanalquerschnitt des Trägerstromkanals im Bereich der Kanalaufweitung gegenüber dem Bereich außerhalb der Kanalaufwertung um 5 % bis 400 % erweitert, wobei im Rahmen der Erfindung beliebige Zwischenwerte möglich sind und ein Bereich von 10 % bis 300 % besonders vorteilhaft ist.Preferably is the channel cross-section of the carrier flow channel in the area of the channel widening opposite the area outside the channel upgrade by 5% to 400%, whereby in the context of Invention any intermediate values are possible and an area from 10% to 300% is particularly advantageous.

In den bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung verzweigt der Trägerstromkanal in einem stromabwärts hinter der Kanalaufweitung gelegenen Verzweigungsbereich in mehrere Ausgangskanäle, in welche die zu untersuchenden Partikel sortiert werden können. Eine derartige Verzweigung ist beispielsweise aus der bereits eingangs zitierten Offenlegungs schrift DE 103 20 956 A1 bekannt, so dass deren Inhalt hinsichtlich der konstruktiven Gestaltung des mikrofluidischen Systems in dem Verzweigungsbereich der vorliegenden Beschreibung in vollem Umfang zuzurechnen ist.In the preferred embodiments of the invention, the carrier flow channel branches in a downstream located behind the channel widening branching region into a plurality of output channels, in which the particles to be examined sor can be. Such a branch is, for example, from the already cited Offenlegungsschrift DE 103 20 956 A1 so that their contents are fully attributable to the structural design of the microfluidic system in the branching portion of the present description.

In dem Verzweigungsbereich ist vorzugsweise eine Sortiereinrichtung angeordnet, welche die suspendierten Partikel in Abhängigkeit von der Ansteuerung der Sortiereinrichtung in einen der Ausgangskanäle sortiert, wobei eine derartige Sortiereinrichtung ebenfalls aus der bereits eingangs zitierten Offenlegungsschrift DE 103 20 956 A1 bekannt ist.In the branching region, a sorting device is preferably arranged which sorts the suspended particles into one of the output channels as a function of the activation of the sorting device, such a sorting device likewise being known from the disclosure document cited above DE 103 20 956 A1 is known.

Ferner ist in mindestens einem der Ausgangskanäle vorzugsweise eine Zentriereinrichtung angeordnet, welche die suspendierten Partikel in dem Ausgangskanal zentriert und dadurch ein schwerkraftbedingtes Absetzen der Partikel in den Ausgangskanälen verhindert.Further a centering device is preferably arranged in at least one of the output channels, which centers the suspended particles in the exit channel and thereby prevents gravity-induced settling of the particles in the output channels.

Darüber hinaus mündet in mindestens einen der Ausgangskanäle mindestens ein Hüllstromkanal, was an sich ebenfalls bekannt ist.Furthermore ends in at least one of the output channels at least one Hüllstromkanal what is also known per se.

In dem Trägerstromkanal kann sich stromaufwärts vor der Messstation eine Halteeinrichtung (engl. "Hook") befinden, welche die suspendierten Partikel in Abhängigkeit von ihrer Ansteuerung festhält oder durchlässt. Dies bietet die Möglichkeit, dass die zu untersuchenden Partikel stromaufwärts vor der Messstation festgehalten und der Messstation gezielt zugeführt werden.In the carrier flow channel can be upstream in front of the measuring station a holding device ("Hook") are located, which the suspended particles depending on their activation holds or let through. This offers the possibility that the particles to be examined are held upstream in front of the measuring station and the measuring station are supplied specifically.

Die Sortiereinrichtung (engl. "Switch"), die Zentriereinrichtung (engl. "Funnel"), der Feldkäfig (engl. "Cage") und/oder die Halteeinrichtung (engl. "Hook") weisen hierbei vorzugsweise eine dielektrophoretisch wirkende Elektrodenanordnung auf. Derartige dielektrophoretisch wirkende Elektrodenanordnungen sind beispielsweise aus Müller, T. et al.: "A 3-D microelectrode system for handling and caging single cells and particles", Biosensors and Bioelectronics 14 (1999), 247–256, bekannt, so dass der Inhalt dieser Veröffentlichung der vorliegenden Beschreibung in vollem Umfang zuzurechnen ist.The Sorting device ("switch"), the centering device (Funnel), the field cage (English: Cage) and / or the holding device (English "Hook") point here preferably a dielectrophoretically acting electrode arrangement. Such dielectrophoretic electrode arrangements are for example, from Müller, T. et al .: "A 3-D microelectrode system for handling and caging single cells and particles ", Biosensors and Bioelectronics 14 (1999), 247-256, known, so that the content of this publication of the present Description is fully attributable.

Anstelle von dielektrophoretisch wirkenden Elektrodenanordnungen können jedoch im Rahmen der Erfindung auch andere elektrokinetische Kräfte ausgenutzt werden, die beispielsweise auf Elektrophorese oder Elektroosmose beruhen. Hierzu kann ein Zusatzkanal vorgesehen sein, der mit dem Trägerstromkanal verbunden ist und im Wesentlichen quer zum Trägerstromkanal verläuft, wobei der Zusatzkanal mit Gleichspannungssignalen zum Ablenken der Partikel beschaltet wird. Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit, dass die Partikel magnetisch oder durch Laser (z.B. mittels Laserpinzette) manipuliert werden. Dabei können die einzelnen Partikel auch gestreckt werden, was beispielsweise in DE 103 52 416 beschrieben ist, so dass der Inhalt dieser Druckschrift der vorliegenden Beschreibung in vollem Umfang zuzurechnen ist.Instead of dielectrophoretically acting electrode arrangements, however, other electrokinetic forces which are based, for example, on electrophoresis or electroosmosis can also be utilized within the scope of the invention. For this purpose, an additional channel may be provided, which is connected to the carrier flow channel and runs essentially transversely to the carrier flow channel, wherein the additional channel is connected with DC voltage signals for deflecting the particles. In addition, there is also the possibility that the particles are manipulated magnetically or by laser (eg by means of laser tweezers). The individual particles can also be stretched, which is for example in DE 103 52 416 is described, so that the content of this document is attributable to the present description in its entirety.

Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass die Sortiereinrichtung und/oder die Messstation in dem Trägerstromkanal exzentrisch angeordnet ist. Die exzentrische Anordnung der Sortiereinrichtung vor der Mündungsöffnung eines der Ausgangskanäle bietet die Möglichkeit, dass die zu sortierenden Partikel ohne eine aktive Ansteuerung der Sortiereinrichtung selbständig in den jeweiligen Ausgangskanal strömen, so dass die Sortiereinrichtung lediglich für eine Sortierung in einen der anderen Ausgangskanäle aktiv angesteuert werden muss.Farther it is possible, in that the sorting device and / or the measuring station in the carrier flow channel is arranged eccentrically. The eccentric arrangement of the sorting device in front of the mouth of a the output channels offers the possibility, that the particles to be sorted without an active control of the Sorting device independently flow into the respective output channel, so that the sorter only for a sorting in one of the other output channels are actively controlled got to.

Die Kanalaufweitung kann bei dem erfindungsgemäßen mikrofluidischen System eindimensional sein, indem beispielsweise die lediglich Breite des Trägerstromkanals im Bereich der Kanalaufweitung vergrößert wird, während die Höhe des Trägerstromkanals konstant ist.The Channel widening can in the case of the microfluidic system according to the invention be one-dimensional, for example, the only width of the Carrier flow channel is increased in the area of the channel widening, while the Height of Carrier flow channel is constant.

Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass die Kanalaufweitung zweidimensional ist, indem sowohl die Höhe als auch die Breite des Trägerstromkanals im Bereich der Kanalaufweitung vergrößert wird.It However, there is also the possibility that the channel widening is two-dimensional, adding both the height and the width of the carrier flow channel is increased in the region of the channel widening.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn das erfindungsgemäße mikrofluidische System auf einem Chip integriert wird.Further it is advantageous if the microfluidic system according to the invention integrated into a chip.

Weiterhin kann die Kanalaufweitung auch dadurch erreicht werden, dass sich der Trägerstromkanal stromaufwärts vor der Kanalaufweitung in mehrere parallele Teilkanäle verzweigt, die stromabwärts hinter der Kanalerweiterung wieder zusammengeführt sind. Der Gesamtquerschnitt der einzelnen Teilkanäle ist hierbei vorzugsweise größer als der Querschnitt des Trägerstromkanals außerhalb der Kanalerweiterung, so dass auch hierbei die Strömungsgeschwindigkeit im Bereich der Kanalaufweitung verringert wird.Farther can the channel widening also be achieved by that the carrier flow channel upstream branched into several parallel subchannels before channel widening, the downstream behind the channel extension are merged again. The total cross section the individual subchannels is preferably greater than the cross section of the carrier flow channel outside the channel extension, so that here too the flow velocity is reduced in the area of the channel widening.

Ferner besteht die Möglichkeit, dass in dem Trägerstromkanal mehrere Kanalaufweitungen hintereinander angeordnet sind. Dies kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn in dem Trägerstromkanal mehrere Messstationen hintereinander angeordnet sind. Die einzelnen Kanalaufweitungen sind dann vorzugsweise jeweils am Ort der Messstationen angeordnet, um dort die Strömungsgeschwindigkeit der suspendierten Partikel zu verringern und dadurch eine Messung zu ermöglichen.Further it is possible, in that in the carrier flow channel several channel widenings are arranged one behind the other. This can especially useful if in the carrier flow channel several measuring stations arranged one behind the other. The individual channel widenings are then preferably arranged in each case at the location of the measuring stations, around there the flow speed of the suspended particles and thereby a measurement to enable.

Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, dass das erfindungsgemäße mikrofluidische System mehrere parallele oder verzwei gende Trägerstromkanäle aufweist, in denen jeweils mindestens eine Kanalaufweitung angeordnet ist.In addition, there is a possibility that the microfluidic system according to the invention comprises a plurality of parallel or verzwei lowing carrier flow channels, in each of which at least one channel widening is arranged.

Ferner ist die erfindungsgemäße Absenkung der Strömungsgeschwindigkeit im Bereich der Kanalaufweitung nicht nur für eine Untersuchung der Partikel sinnvoll, sondern auch für deren Manipulation, wie beispielweise für eine gezielte Paarbildung. Es besteht deshalb im Rahmen der Erfindung auch die Möglichkeit, dass im Bereich der Kanalaufweitung eine Manipulationseinrichtung angeordnet ist.Further is the lowering of the invention flow rate in the area of the channel widening not only for an investigation of the particles useful, but also for their manipulation, such as for a purposeful pairing. It is therefore within the scope of the invention also the possibility that in the region of the channel widening a manipulation device is arranged.

Auch ist zu erwähnen, dass das erfindungsgemäße mikrofluidische System in einem Zellsortierer vorteilhaft eingesetzt werden kann.Also is to mention that the microfluidic System can be used advantageously in a cell sorter.

Weiterhin umfasst die Erfindung auch die neuartige Verwendung eines derartigen mikrofluidischen Systems in der medizinischen oder pharmazeutischen Forschung, in der Diagnostik oder in der forensischen Medizin.Farther The invention also encompasses the novel use of such Microfluidic system in the medical or pharmaceutical Research, diagnostics or forensic medicine.

Darüber hinaus umfasst die Erfindung auch die Verwendung eines erfindungsgemäßen mikrofluidischen Systems zur Separation verschiedener Zelltypen voneinander, wie insbesondere apoptischer und nekrotischer Zellen, Zellen mit unterschiedlichen Expressionsmustern und/oder Stammzellen. Ferner können in dem erfindungsgemäßen mikrofluidischen System auch Zellen bzw. allgemein Partikel unterschiedlicher Größe und/oder unterschiedlicher Morphologie sortiert werden.Furthermore The invention also includes the use of a microfluidic according to the invention System for separating different cell types from each other, such as especially apoptotic and necrotic cells, cells with different expression patterns and / or stem cells. Furthermore, can in the microfluidic system according to the invention Also cells or generally particles of different sizes and / or different morphology are sorted.

Weiterhin ist zu erwähnen, dass der im Rahmen der Erfindung verwendete Begriff eines Partikels allgemein zu verstehen ist und nicht auf einzelne biologische Zellen beschränkt ist. Vielmehr umfasst dieser Begriff auch synthetische oder biologische Partikel, wobei sich besondere Vorteile ergeben, wenn die Partikel biologische Materialien, also beispielsweise biologische Zellen, Zellgruppen, Zellbestandteile oder biologisch relevante Makromoleküle, jeweils ggf. im Verbund mit anderen biologischen Partikeln oder synthetischen Trägerpartikeln umfassen. Synthetische Partikel können feste Partikel, flüssige, vom Suspensionsmedium abgegrenzte Teilchen oder Mehrphasenpartikel umfassen, die gegenüber dem Suspensionsmedium in dem Trägerstrom eine getrennte Phase bilden.Farther is to mention that of the term used in the invention of a particle in general is understood and is not limited to individual biological cells. Rather, this term also includes synthetic or biological Particles, with particular benefits arise when the particles biological materials, such as biological cells, Cell groups, cell components or biologically relevant macromolecules, in each case if necessary in association with other biological particles or synthetic carrier particles include. Synthetic particles can be solid particles, liquid, from the suspension medium delimited particles or multiphase particles which are opposite to the suspension medium in the carrier stream form a separate phase.

Schließlich ist zu erwähnen, dass der im Rahmen der Erfindung verwendete Begriff eines mikrofluidischen Systems bedeutet, dass der Trägerstromkanal ein Volumen enthält, das vorzugsweise im Milli-, Mikro- oder Nanoliterbereich liegt. Das Volumen des Trägerstromkanals kann also bei dem erfindungsgemäßen mikrofluidischen System beispielsweise im Bereich von 0,01 nl bis 10 ml oder in dem engeren Bereich von 1 nl bis 1 ml liegen, wobei beliebige Zwischenwerte möglich sind.Finally is to mention, that of the term used in the invention of a microfluidic Systems means that the carrier flow channel contains a volume, which is preferably in the milli-, micro- or nanoliter range. The volume of the carrier flow channel can therefore in the microfluidic according to the invention System, for example, in the range of 0.01 nl to 10 ml or in the narrower Range from 1 nl to 1 ml, with any intermediate values possible are.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet oder werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:Other advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims or will be discussed below together with the description of the preferred Exemplary embodiments closer to the figures explained. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen mikrofluidischen Systems mit einer Kanalaufweitung und einem Feldkäfig zur gemeinsamen Abbremsung bzw. Fixierung der zu untersuchenden Partikel, sowie 1 a schematic representation of a microfluidic system according to the invention with a channel widening and a field cage for joint deceleration or fixation of the particles to be examined, as well as

2 ein alternatives Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen mikrofluidischen Systems mit einer Kanalaufweitung zur Abbremsung der zu untersuchenden Partikel ohne einen zusätzlichen Feldkäfig. 2 an alternative embodiment of a microfluidic system according to the invention with a channel widening to decelerate the particles to be examined without an additional field cage.

Das mikrofluidische System gemäß 1 ist teilweise herkömmlich ausgebildet, so dass ergänzend auf die Veröffentlichung Müller, T. et al.: "A 3-D microelectrode system for handling and caging single cells and particles", Biosensors and Bioelectronics 14 (1999), 247–256 sowie auf DE 103 20 956 A1 verwiesen wird.The microfluidic system according to 1 is partially conventional, so that in addition to the publication Müller, T. et al .: "A 3-D microelectrode system for handling and caging single cells and particles", Biosensors and Bioelectronics 14 (1999), 247-256 and DE 103 20 956 A1 is referenced.

Das mikrofluidische System weist einen Trägerstromkanal 1 auf, in dem ein Trägerstrom mit darin suspendierten Partikeln 2 strömt, was an sich bekannt ist.The microfluidic system has a carrier flow channel 1 in which a carrier stream having suspended therein particles 2 flows, which is known in itself.

In dem Trägerstromkanal 1 befindet sich eine trichterförmige, dielektrophoretisch wirkende Elektrodenanordnung 3, welche die in dem Trägerstrom suspendierten Partikel 2 in dem Trägerstromkanal 1 zentriert und deshalb auch als "Funnel" bezeichnet wird.In the carrier flow channel 1 there is a funnel-shaped, dielectrophoretically acting electrode arrangement 3 containing the particles suspended in the carrier stream 2 in the carrier flow channel 1 centered and therefore also called "Funnel".

Stromabwärts hinter der Elektrodenanordnung 3 befindet sich eine weitere dielektrophoretisch wirkende Elektrodenanordnung 4, welche die von der trichterförmigen Elektrodenanordnung 3 zentrierten und aufgereihten Partikel 2 vorübergehend festhalten kann und deshalb und auch als "Hook" bezeichnet wird.Downstream of the electrode assembly 3 there is another dielectrophoretically acting electrode arrangement 4 that of the funnel-shaped electrode assembly 3 centered and strung particles 2 temporarily and therefore and also referred to as a "hook".

Stromabwärts hinter der hakenförmigen Elektrodenanordnung 4 weist der Trägerstromkanal 1 eine Kanalaufweitung 5 auf, wobei der Kanalquerschnitt im Bereich der Kanalaufweitung 5 gegenüber dem Kanalquerschnitt außerhalb der Kanalaufweitung 5 um 50% vergrößert ist. Die Kanalaufweitung 5 bewirkt eine Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit im Bereich der Kanalaufweitung, was für die nachfolgende Untersuchung der Partikel 2 wichtig ist, wie nachfolgend noch detailliert beschrieben wird.Downstream of the hook-shaped electrode assembly 4 has the carrier flow channel 1 a channel widening 5 on, wherein the channel cross-section in the region of the channel widening 5 opposite the channel cross section outside the channel widening 5 increased by 50%. The channel widening 5 causes a reduction of the flow velocity in the area of the channel widening, which is for the subsequent examination of the particles 2 is important, as described in more detail below.

Im Bereich der Kanalaufweitung 5 befindet sich eine Messstation 6, welche die Partikel 2 untersucht. Die Messstation kann hierbei an sich in herkömmlicher Weise ausgebildet sein, wie in den beiden vorstehend erwähnten Veröffentlichungen beschrieben ist, so dass an dieser Stelle auf eine detaillierte Beschreibung der Messstation 6 verzichtet werden kann.In the area of the channel widening 5 is a measuring station 6 which are the particles 2 examined. The measuring station can in this case be designed in a conventional manner, as described in the two publications mentioned above, so that at this point a detailed description of the measuring station 6 can be waived.

Zu erwähnen ist jedoch, dass die Messstation 6 die Partikel 2 nur dann untersuchen kann, wenn die Strömungsgeschwindigkeit der Partikel 2 eine vorgegebene maximal zulässige Detektionsgeschwindigkeit nicht überschreitet.It should be mentioned, however, that the measuring station 6 the particles 2 only then can investigate if the flow velocity of the particles 2 does not exceed a predetermined maximum permissible detection speed.

In dem Bereich der Kanalaufweitung 5 ist deshalb zusätzlich eine weitere dielektrophoretisch wirkende Elektrodenanordnung 7 angeordnet, die käfigförmig ausgebildet ist und die Partikel 2 bei einer geeigneten elektrischen Ansteuerung dielektrophoretisch fixieren kann und deshalb auch als "Cage" bezeichnet wird.In the area of the channel widening 5 is therefore additionally a further dielectrophoretically acting electrode arrangement 7 arranged, which is cage-shaped and the particles 2 with a suitable electrical control can fix dielectrophoretic and therefore also referred to as "cage".

Die Kanalaufweitung 5 und die käfigförmige Elektrodenanordnung 7 wirken hierbei gemeinsam zusammen mit dem Ziel, die Partikel 2 in dem Trägerstromkanal 1 so weit abzubremsen bzw. festzuhalten, dass die Messstation 6 die Partikel 2 untersuchen kann.The channel widening 5 and the cage-shaped electrode assembly 7 Together with the goal, the particles work together 2 in the carrier flow channel 1 Brake down so far or hold that the measuring station 6 the particles 2 can examine.

Stromabwärts hinter der Kanalaufweitung 5 verzweigt der Trägerstromkanal in zwei Ausgangskanäle 8, 9, wobei im Verzweigungsbereich der beiden Ausgangskanäle 8, 9 eine weitere dielektrophoretisch wirkende Elektrodenanordnung 10 angeordnet ist, die als Partikelweiche wirkt und deshalb auch als "Switch" bezeichnet wird. Die weichenartige Elektrodenanordnung 10 sortiert die Partikel 2 in Abhängigkeit von ihrer Ansteuerung und in Abhängigkeit von dem Ergebnis der durch die Messstation 6 durchgeführten Untersuchung in einen der beiden Ausgangskanäle 8, 9, was an sich bekannt ist.Downstream of the channel widening 5 the carrier flow channel branches into two output channels 8th . 9 , wherein in the branching region of the two output channels 8th . 9 another dielectrophoretically acting electrode assembly 10 is arranged, which acts as a particle crossover and is therefore also referred to as a "switch". The soft-type electrode assembly 10 sorts the particles 2 depending on their control and depending on the result of the by the measuring station 6 conducted examination in one of the two output channels 8th . 9 which is known in itself.

In dem Ausgangskanal 9 befindet sich hierbei eine weitere trichterförmige, dielektrophoretisch wirkende Elektrodenanordnung 11, welche die Partikel 2 in dem Ausgangskanal 9 zentriert und dadurch ein schwerkraftbedingtes Absinken der Partikel 2 in dem Ausgangskanal 9 verhindert.In the output channel 9 Here is another funnel-shaped, dielectrophoretically acting electrode arrangement 11 which are the particles 2 in the exit channel 9 centered and thus a gravitational lowering of the particles 2 in the exit channel 9 prevented.

Ferner münden in den Ausgangskanal 9 zwei Hüllstromkanäle 12, 13, was ebenfalls an sich bekannt ist.Further, open into the output channel 9 two enveloping channels 12 . 13 , which is also known in itself.

Das in 2 dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen mikrofluidischen Systems stimmt weitgehend mit dem vorstehend beschriebenen und in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel überein, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen weitgehend auf die vorstehende Beschreibung zu 1 verwiesen wird, wobei für entsprechende Bauteile im Folgenden dieselben Bezugszeichen verwendet werden.This in 2 illustrated embodiment of a microfluidic system according to the invention is largely consistent with that described above and in 1 illustrated embodiment, so that to avoid repetition largely to the above description 1 the same reference numerals are used for corresponding components in the following.

Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass im Bereich der Kanalaufweitung keine zusätzliche käfigartige Elektrodenanordnung 7 angeordnet ist, so dass die Abbremsung der Partikel 2 für die Untersuchung durch die Messstation 6 alleine durch die Kanalaufweitung 5 bewirkt wird.A special feature of this embodiment is that no additional cage-like electrode arrangement in the region of the channel widening 7 is arranged so that the deceleration of the particles 2 for the examination by the measuring station 6 alone through the channel widening 5 is effected.

Eine weitere Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass sich die Kanalaufweitung 5 im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 über eine wesentlich größere Länge des Trägerstromkanals erstreckt.Another special feature of this embodiment is that the channel widening 5 in comparison to the embodiment according to 1 extends over a much greater length of the carrier flow channel.

Schließlich besteht eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels darin, dass die trichterförmige Elektrodenanordnung 3, die Messstation 6 und die weichenartige Elektrodenanordnung 10 hierbei in den Trägerstromkanal exzentrisch vor der Mündungsöffnung des Ausgangskanals 9 angeordnet sind. Die weichenartige Elektrodenanordnung 10 muss hierbei also nur angesteuert werden, wenn die Partikel 2 in den Ausgangskanal 8 sortiert werden sollen, wohingegen die zu sortierenden Partikel 2 ohne eine aktive Ansteuerung der weichenartigen Elektrodenanordnung 10 selbständig in den Ausgangskanal strömen.Finally, a special feature of this embodiment is that the funnel-shaped electrode arrangement 3 , the measuring station 6 and the soft-type electrode assembly 10 in this case in the carrier flow channel eccentrically in front of the mouth of the outlet channel 9 are arranged. The soft-type electrode assembly 10 must therefore be controlled only if the particles 2 in the output channel 8th whereas the particles to be sorted are to be sorted 2 without active activation of the soft-type electrode arrangement 10 to flow independently into the output channel.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen.The Invention is not limited to those described above embodiments limited. Rather, a variety of variants and modifications is possible, the also make use of the idea of the invention and therefore in fall within the scope of protection.

Claims (22)

Mikrofluidisches System mit mindestens einem Trägerstromkanal (1) zur Aufnahme eines Trägerstroms mit darin suspendierten Partikeln (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerstromkanal (1) auf einem Teil seiner Länge mindestens eine Kanalaufweitung (5) mit einem erweiterten Kanalquerschnitt aufweist.Microfluidic system with at least one carrier flow channel ( 1 ) for receiving a carrier stream with particles suspended therein ( 2 ), characterized in that the carrier flow channel ( 1 ) at least one channel widening over part of its length ( 5 ) having an extended channel cross-section. Mikrofluidisches System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Messstation (6) zur Untersuchung der in dem Trägerstrom suspendierten Partikel (2), wobei die Messstation (6) im Bereich der Kanalaufweitung (5) angeordnet ist.Microfluidic system according to claim 1, characterized by a measuring station ( 6 ) for examining the particles suspended in the carrier stream ( 2 ), whereby the measuring station ( 6 ) in the region of the channel widening ( 5 ) is arranged. Mikrofluidisches System nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Manipulationseinrichtung zur Manipulation der suspendierten Partikel, wobei die Manipulationseinrichtung im Bereich der Kanalaufweitung (5) angeordnet ist.Microfluidic system according to claim 1 or 2, characterized by a manipulation device for manipulating the suspended particles, wherein the manipulation device in the region of the channel widening ( 5 ) is arranged. Mikrofluidisches System nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalerweiterung (5) in Strömungsrichtung auf den Bereich der Messstation (6) oder der Manipulationseinrichtung beschränkt ist.Microfluidic system according to claim 2 or 3, characterized in that the channel extension ( 5 ) in the flow direction to the area of the measuring station ( 6 ) or the manipulation device is limited. Mikrofluidisches System nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Messstation (6) eine vorgegebene maximale Detektionsgeschwindigkeit aufweist, bis zu der die Messstation (6) die in dem Trägerstrom suspendierten Partikel (2) untersuchen kann, wobei der Trägerstrom mit den darin suspendierten Partikeln (2) eine Fließgeschwindigkeit aufweist, die im Bereich der Kanalaufweitung (5) unter der maximalen Detektionsgeschwindigkeit und außerhalb der Kanal aufweitung (5) über der maximalen Detektionsgeschwindigkeit liegt.Microfluidic system according to one of claims 2 to 4, characterized in that the measuring station ( 6 ) has a predetermined maximum detection speed up to which the measuring station ( 6 ) the particles suspended in the carrier stream ( 2 ), wherein the carrier stream with the particles suspended therein ( 2 ) has a flow velocity in the region of the channel widening ( 5 ) below the maximum detection speed and outside the channel widening ( 5 ) is above the maximum detection speed. Mikrofluidisches System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Kanalaufweitung (5) kein Feldkäfig (7) und/oder keine Manipulationseinrichtung angeordnet ist.Microfluidic system according to claim 5, characterized in that in the region of the channel widening ( 5 ) no field cage ( 7 ) and / or no manipulation device is arranged. Mikrofluidisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Feldkäfig (7) zur Fixierung der suspendierten Partikel (2) in dem Trägerstromkanal (1), wobei der Feldkäfig (7) im Bereich der Kanalaufweitung (5) und/oder an der Messstation (6) angeordnet ist.Microfluidic system according to one of claims 1 to 4, characterized by a field cage ( 7 ) for fixing the suspended particles ( 2 ) in the carrier flow channel ( 1 ), whereby the field cage ( 7 ) in the region of the channel widening ( 5 ) and / or at the measuring station ( 6 ) is arranged. Mikrofluidisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanalquerschnitt des Trägerstromkanals (1) im Bereich der Kanalaufweitung (5) gegenüber dem Bereich außerhalb der Kanalaufweitung (5) um 10% bis 300% erweitert ist.Microfluidic system according to one of the preceding claims, characterized in that the channel cross-section of the carrier flow channel ( 1 ) in the region of the channel widening ( 5 ) in relation to the region outside the channel widening ( 5 ) is extended by 10% to 300%. Mikrofluidisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerstromkanal (1) in einem stromabwärts hinter der Kanalaufweitung (5) gelegenen Verzweigungsbereich in mehrere Ausgangskanäle (8, 9) verzweigt.Microfluidic system according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier flow channel ( 1 ) in a downstream downstream of the channel widening ( 5 ) branched into a plurality of output channels ( 8th . 9 ) branches. Mikrofluidisches System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Verzweigungsbereich eine Sortiereinrichtung (10) angeordnet ist, welche die suspendierten Partikel (2) in Abhängigkeit von der Ansteuerung der Sortiereinrichtung (10) in einen der Ausgangskanäle (8, 9) sortiert.Microfluidic system according to claim 9, characterized in that in the branching area a sorting device ( 10 ) containing the suspended particles ( 2 ) as a function of the control of the sorting device ( 10 ) into one of the output channels ( 8th . 9 ) sorted. Mikrofluidisches System nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einem der Aus gangskanäle (8, 9) eine Zentriereinrichtung (11) angeordnet ist, welche die suspendierten Partikel (2) in dem Ausgangskanal (9) zentriert.Microfluidic system according to one of claims 9 or 10, characterized in that in at least one of the output channels ( 8th . 9 ) a centering device ( 11 ) containing the suspended particles ( 2 ) in the output channel ( 9 centered). Mikrofluidisches System nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einen der Ausgangskanäle (8, 9) mindestens ein Hüllstromkanal (12, 13) mündet.Microfluidic system according to one of claims 9 to 11, characterized in that in at least one of the output channels ( 8th . 9 ) at least one envelope flow channel ( 12 . 13 ) opens. Mikrofluidisches System nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Trägerstromkanal (1) stromaufwärts vor der Messstation (6) eine Halteeinrichtung (4) angeordnet ist, welche die suspendierten Partikel (2) in Abhängigkeit von ihrer Ansteuerung festhält oder durchlässt.Microfluidic system according to one of claims 2 to 12, characterized in that in the carrier flow channel ( 1 ) upstream of the measuring station ( 6 ) a holding device ( 4 ) containing the suspended particles ( 2 ) depending on their control holds or passes. Mikrofluidisches System nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Sortiereinrichtung (10) und/oder die Zentriereinrichtung (11) und/oder der Feldkäfig (7) und/oder die Halteeinrichtung (4) eine dielektrophoretisch wirkende Elektrodenanordnung aufweist.Microfluidic system according to one of claims 7 to 13, characterized in that the sorting device ( 10 ) and / or the centering device ( 11 ) and / or the field cage ( 7 ) and / or the holding device ( 4 ) has a dielectrophoretically acting electrode arrangement. Mikrofluidisches System nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Sortiereinrichtung (10) und/oder die Messstation (6) in dem Trägerstromkanal (1) exzentrisch angeordnet ist.Microfluidic system according to one of claims 2 to 14, characterized in that the sorting device ( 10 ) and / or the measuring station ( 6 ) in the carrier flow channel ( 1 ) is arranged eccentrically. Mikrofluidisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerstromkanal (1) im Bereich der Kanalaufweitung (5) nur in einer Raumdimension aufgeweitet ist.Microfluidic system according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier flow channel ( 1 ) in the region of the channel widening ( 5 ) is only widened in one spatial dimension. Mikrofluidisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerstromkanal (1) im Bereich der Kanalaufweitung (5) in zwei Raumdimensionen aufgeweitet ist.Microfluidic system according to one of claims 1 to 15, characterized in that the carrier flow channel ( 1 ) in the region of the channel widening ( 5 ) is widened in two spatial dimensions. Mikrofluidisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Integration auf einem Chip.Microfluidic system according to one of the preceding Claims, characterized by integration on a chip. Mikrofluidisches System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalaufweitung aus einer Aufteilung des Trägerstromkanals in mehrere parallele Teilkanäle besteht.Microfluidic system according to one of the preceding Claims, characterized in that the channel widening from a division of the carrier flow channel consists of several parallel subchannels. Zellsortierer mit einem mikrofluidischen Systems nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Cell sorter with a microfluidic system according to one of the preceding claims. Verwendung eines mikrofluidischen Systems nach einem der vorhergehenden Ansprüche in der medizinischen und/oder pharmazeutischen Forschung und/oder in der Diagnostik und/oder in der forensischen Medizin.Use of a microfluidic system after a of the preceding claims in medical and / or pharmaceutical research and / or in diagnostics and / or forensic medicine. Verwendung eines mikrofluidischen Systems nach einem der Ansprüche 1 bis 19 zur Separation verschiedener Zelltypen voneinander, wie insbesondere apoptischer und nekrotischer Zellen, Zellen mit unterschiedlichen Expressionsmustern und/oder Stammzellen.Use of a microfluidic system according to any one of claims 1 to 19 for the separation of different cell types from each other, in particular apoptotic and necrotic cells, cells with different expression patterns and / or Stem cells.
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